Les recherches allaient prendre un tour plus scientifique avec l’arrivée d’Edouard Piette qui fut le plus important par l’ampleur des fouilles et des découvertes qu’il effectua entre 1887 et 1892, avec une activité majeure entre 1887 et 1889.

Des fouilles entreprises à partir de 1894, à Brassempouy et surtout sa mauvaise santé l’éloignèrent du Mas d’Azil. Souvent ses ouvriers livrés à eux-mêmes pillèrent les gisements et ils subirent les assauts des chercheurs de bibelots. Sa collection est actuellement conservée au Musée des Antiquités Nationale de Saint-Germain-En-Laye. Piette

A partir de 1880 et surtout depuis l’arrivée de Piette, un climat de concurrence forcenée, et parfois déloyale, se met en place entre divers protagonistes que sont Cau-Durban, Maury, Maurette, Miquel et Piette.
Puis au début du 20ème siècle, ce fut au tour de l’Abbé Breuil d’inscrire son nom dans la liste déjà longue des fouilleurs. Sur les conseils de Piette, il vint au Mas D’Azil et il signala en 1902 quelques gravures et la présence de tâches rouges, mais il faudra attendre 1912 pour enregistrer véritablement la découverte de la première galerie ornée (Abbé Breuil - Conte Begouën).

L’Abbé Breuil effectua deux campagnes de fouilles, en 1901 et 1902, dans les premières cavités de la Rive Droite et sur la terrasse de la Rive Gauche, où il distinguera des niveaux magdaléniens.

Après cette période et pendant une trentaine d’années, la grotte fut à nouveau livrée aux chercheurs clandestins qui y trouvèrent l’occasion de se constituer une collection personnelle ou une source de profit en revendant leurs découvertes.
A cette époque, il n’existait pas de véritables lois règlementant efficacement les fouilles et les découvertes effectuées depuis le 19ème siècle ne sont donc pas connues dans leur totalité et sont aujourd’hui éparpillées dans différents musées et collections privées ou perdues à jamais.